【正文】 PLC 的選型 .................................................. 12 軟件所需要實現(xiàn)的主要功能 ................................... 12 PLC 的接線 .................................................. 13 PLC 程序設計 ................................................ 14 4 整流器電路的仿真 ..................................................... 15 pspice 的優(yōu)點 .................................................... 15 輔助電路的 pspice 仿真 ............................................ 15 電源部分 ................................................... 15 觸發(fā)脈沖部分 ............................................... 16 主電路的 pspice 仿真 .............................................. 17 pspice 主電路的的輸出波形圖 ................................. 17 5 閉環(huán)系統(tǒng)的設計 ....................................................... 18 閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)勢 ................................................... 18 閉環(huán)系統(tǒng)的原理 ................................................... 18 6 結論 ................................................................. 19 謝辭 ................................................................. 20 參考文獻 ............................................................. 21 附錄 A ............................................................... 22 附錄 B ............................................................... 37 上海海洋大學 2020 屆畢業(yè)設計（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設計 第 1 頁 共 42 頁 地鐵整流系統(tǒng)的設計 摘要 ： 城市地鐵牽引供電系統(tǒng)采用二極管整流獲得 750V 或 kV 直流供電方式，二極管整流系統(tǒng)在實際的運行過程之中不可控 ， 并且直流電壓在交流側存在大量諧波以及無功 ， 不但 浪費能源 ， 而且對電網造成污染 。本文 基于現(xiàn)有的晶體管水平以及 PWM 技術完全能夠運用晶閘管來代替 普通 二極管來實現(xiàn)整流，通過實際 數(shù)值 的運算來算出整流器各個部件的具體參數(shù)，并 用 PLC 作為保障整流器安全運行的監(jiān)控裝置。 關鍵詞 ： 地鐵整流系統(tǒng) ； Pspice； 閉環(huán)系統(tǒng)控制 ； Design of subway rectifier system Abstract： City metro traction power supply system using diode rectification get 750V DC power supply or kV, diode rectifier systems running in the actual process of being uncontrollable, and the DC voltage at the AC side of the large number of harmonics and reactive power exists, not only a waste of energy, but also for power pollution. Based on the existing level and transistor PWM technology is fully able to use to replace the ordinary SCR rectifier diodes to achieve, through the actual numerical putation to calculate the specific parameters of the various ponents of the rectifier and rectifier with PLC as a guarantee safe operation monitoring device. Then run the rectifier using pspice simulation, and finally through the closedloop control of the system to ensure the new rectifier with controlled output voltage stability, high safety factor advantages. Key words： Metro rectification system； Pspice； Closedloop system control； 上海海洋大 學 2020 屆畢業(yè) 設計（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設計 第 2 頁 共 39 頁 1 概述 課題的來源及意義 課題的來源 目前 城市 地鐵整流系統(tǒng)中都采用二極管作為整流器件，二極管整流器雖然能基本滿足平時的日常所需，但是二極管整流器也存在著諸多問題，比如說輸出電壓 不可控 ,并且直流電壓在交流側存在大量諧波以及無功 ,不但浪費能源 ,而且對電網造成污染 。 課題的意義 地鐵牽引供電系統(tǒng)多采用直流制，牽引直流電 源是由牽引變電所通過整流機組降壓整流而獲得，因此，變流設備成為該系統(tǒng)中的重要設備，起著舉足輕重的作用，是地鐵牽引供電系統(tǒng)的核心。整流機組的設計、結構特點和保護方式，將關系到整個直流牽引供電系統(tǒng)能否正常運行。地鐵整流機組就是目前國產化設備的代表之一。 課題的背景 如今地鐵供電系統(tǒng)普遍采用二極管整流獲得 750V或 1． 5 kV直流供電方式，用二極管整流的弊端是直流電壓在交流電網側存在大量的無功和諧波．因而對電網造成了嚴重的污染。與更高電平整流器相比，其控制相對簡單，電壓可調。 課題的基本要求 （ 1） 整流器的硬件設計 （ 2）器件的選型 （ 3） pspice的仿真試驗 （ 4） PLC保護程序的設計 （ 5）閉環(huán)系統(tǒng)的設計 上海海洋大 學 2020 屆畢業(yè) 設計（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設計 第 3 頁 共 39 頁 2 整流器的 設計 要求 整流器的工作環(huán)境 （ 1） 環(huán)境溫度： － 10℃~+40℃ （ 2） 相對濕度： 月平均值不大于 90% 日平均值不大于 95% （ 3） 飽和蒸氣壓： 日平均值不大于 月平均值不大于 （ 4） 海拔高度： ≤1000 m （ 5） 地震裂度： ≤7 度 整流器 總技術要求 （ 1） 負荷性質： 電動機車組 （ 2） 額定 頻率： 50Hz?？焖偃蹟嗥鲬獛в薪狱c，熔斷后能給出信號用于報警或跳閘 ② 當一個臂內只有一個熔絲熔斷時，發(fā)出報警信號，多于一個熔絲熔斷時，發(fā)跳閘信號，熔絲熔斷后，熔斷指示器應可靠動作。直流側過電壓保護主要采用 RC吸收回路和壓敏電阻保護。對于直流側過電壓保護回路，它不僅對直流側起保護作用，同時它對交流側過電壓也有吸收作用，這是由于主回路的形式所決定的，直流側的過電壓保護主要是針對直流側開關操作過電壓。 直流側： 壓敏電阻， RC回路 (4) 溫度保護 溫度傳感 裝置通常安裝 在 整流器 運行時 溫度最高部位， 通常是在兩個橋臂的中間位置 。 在 整流器 中另外還有兩個 溫度保護 裝置，一個是用來防止母線超溫；另一個是用來防止晶閘管元件超溫 。母線及二極管溫度保護分別各設兩個定值，一個作為 報警溫度，另一個 作為 跳閘溫 度，為整流裝置的過熱起到保護作用。 控制與信號回路 （ 1） 整流晶閘管 故障指示回路。 （ 2） 整流晶閘管 故障跳閘控制回路 整流器柜內同一整流橋的兩個 整流晶閘管 故障時， 能 發(fā)出跳閘信號，當?shù)睾瓦h方顯示故障信號。 （ 4） 輔助 電源失電保護 整流器 輔助電源失電，發(fā)出報警信號 ，當?shù)丶斑h方均能顯示 。 整流器 狀態(tài) 數(shù)據(jù)采集 （ 1）整流器各種報警及跳閘信息，變電所綜合自動化系統(tǒng)應能對其進行實時監(jiān)測。 二十四整流脈波 技術 如今 ， 正 在建 造 和已 經 建 造完地鐵的每個 牽引變電所 都裝備有 兩套整流 裝置 。 整流器工作原理 （ 1） 地鐵整流器的兩個整流裝置各相輸入電壓 之間 的 相位 角 差 30176。 地鐵 整流變壓器的網側繞組 采用 延長三角形接線 的方法 ，一個晶閘管整流裝置 移相＋ 176。 這樣的兩 組 晶閘管整流裝置并聯(lián)成了 24脈波整流。 晶閘管整流裝置的直流側接有壓敏電阻等組成的過電壓抑制電路，抑制直流回路中電感所引起的過電壓兼抑制交流上海海洋大 學 2020 屆畢業(yè) 設計（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設計 第 6 頁 共 39 頁 操作過電壓。當整流管反向擊穿引起內部短路時，快速熔斷器熔斷以防止事故擴大。 （ 5）快速熔斷器用熔斷器上的微動開關來監(jiān)控。當整流橋中任意兩只快速熔斷器熔斷時，發(fā)出跳閘信號。 設備 材料 要求 （ 1） 柜體材料應是新生產的優(yōu)等產品，并應選用使用壽命長和在規(guī)定工作條件下維修最少的材料。 （ 3） 制作結構用的鋼材必須是熱浸電鍍產品。 （ 4） 銅材料必須符合有關國家標準